Ультразвуковой метод

Применение ультразвукового метода при измерении уровня сыпучих тел имеет свои особенности. При прохождении ультразвука через сыпучие материалы наблюдается его значительное поглощение, что объясняется неоднородностью материалов. Поэтому локационный метод измерения уровня реализуется только при локации границы раздела сверху через жидкость или газ. Локация уровня сыпучего вещества может быть произведена только при значительной мощности источника и высокой чувствительности приемника. Это определяется, во-первых, наличием взвешенных частиц в среде над материалом и усиленным рассеиванием на них звуковой энергии; во-вторых, неоднородностью отражающей поверхности, хотя последнее обстоятельство обеспечивает функционирование локационного уровнемера при негоризонтальной поверхности раздела. Надежная работа уровнемера возможна лишь при применении специальных звуководов. Существенной помехой при измерении уровня является изменение параметров звуководного тракта из-за осаждения взвешенных частиц вещества (пыли) на излучающих поверхностях датчика.

Чаще всего ультразвуковые уровнемеры применяются в качестве сигнализаторов уровня, причем большинство приборов — диссипативного типа. Недостатком диссипативных ультразвуковых сигнализаторов уровня является нахождение излучающих элементов в среде сосуда, что сопровождается налипанием и осаждением на них вещества, а также абразивным разрушением их поверхностей.

Действие ультразвуковго датчика уровня сыпучих материалов (рисунок 1.13) основано на измерении времени прохождения ультразвуковым зондирующим импульсом расстояния от излучателя 1 до контролируемой поверхности 2 и обратно к приемнику 8.

Рисунок 1.13 – Принципиальная схема ультразвукового датчика уровня сыпучих материалов

Измерительная схема работает на принципе временной демодуляции. Ультразвуковые колебания в магнитострикционном излучателе возбуждаются импульсным генератором ударного действия 4. Отраженный импульс усиливается, формируется и подается в демодулятор 7. Синхронизатор 5 осуществляет одновременный запуск импульсного генератора 4 и генератора пилообразного напряжения 6, выход с которого подается также на демодулятор 7. С демодулятора снимается постоянное напряжение, пропорциональное измеряемому уровню; оно подается на балансный катодный повторитель 8, где компенсируется напряжением от поворотного трансформатора 10, соединенного с реверсивным электродвигателем 9. С электродвигателем связана стрелка 11 показывающего прибора.

Технические данные:

Пределы изменения уровня - до 6м;

Частота повторения зондирующих импульсов - 25 имп/сек;

Основная погрешность ±5%;

Допустимая окружающая температура ±30 °С;

Датчик предназначен для измерения уровня твердых сыпучих материалов.

Новые типы ультразвуковых преобразователей для непрерывного измерения уровня твердых сыпучих материалов компактны, надежны вработе, имеют улучшенные характеристики.

Основные характеристики:

 для работы в широком диапазоне измерения уровня сухих продуктов от пудр до крупнокусковых и смесевых твердых материалов;

 узкий луч излучения ультразвука и удовлетворительный отзыв к приемнику делает данный способ идеальным для измерения в тех случаях, когда другими методами не может измеряться уровень некоторых материалов;

 в конструкции применена герметично закрытая измерительная ячейка для предотвращения попадания паров или конденсата;

 в корпусе электроники предусмотрен разъем для связи, место под локальный дисплей;

 выходной сигнал 4-20мА, HART, Modbus по RS485, встроенное реле тревоги;

 специальный фланцевый механизм для необходимого направления ультразвукового луча на требуемую зону измерения продукта в емкости.